CHỈÅNG 5 : ÀN MN V BO VÃÛ VÁÛT LIÃÛU

5.1.KHẠI NIÃÛM VÃƯ ÀN MN KIM LOẢI :
Trong quạ trçnh sỉí dủng, cáúu trục v tênh cháút ca váût liãûu bë biãún âäøi theo thåìi
gian lm cho váût liãû bë thoại hoạ âi. Âäúi våïi váût liãûu kim loải ngun nhán thoại hoạ
chúu l do hiãûn tỉåüng àn mn. Do vë trê quan trng ca váût liãûu kim loải trong nãưn kinh
tãú nãn váún âãư bo vãû kim loải chäúng sỉû phạ hu do àn mn ln âỉåüc quan tám k lỉåỵng.
Ngỉåìi ta ỉåïc tênh tiãu hao cho àn mn v bo vãû kim loải åí cạc nỉåïc cäng nghiãûp
phạt triãøn chiãúm cåỵ 4,20% GDP. Täøn hao kim loải do àn mn ráút låïn, cỉï cọ nàm nh mạy
luûn kim thç cọ mäüt nh mạy sn xút kim loải âãø b cho täøn hao âọ
. Chi phê cho váún âãư
àn mn v bo vãû kim loải åí Phạp l 88 t fràng (1982), åí M l 70 t USD (1975).
Àn mn kim loải l sỉû phạ hu chụng do tạc dủng âiãûn hoạ hay hoạ hc ca mäi
trỉåìng xung quanh. Quạ trçnh àn mn kim loải chia ra hai loải :
*àn mn hoạ hc (àn mn khä) : l quạ trênh àn mn xy ra khi kim loải tạc dủng
våïi dung dëch khäng âiãûn ly v khê khä.
*àn mn âiãûn hoạ : l sỉû àn mn kim loải trong moii trỉåìng cháút âiãûn gii, trong
âọ sỉû ion hoạ ca ngun tỉí kim loải, sỉû khỉí ca cháút äxy hoạ khäng phi xy ra chè trong
mäüt phn ỉïng trỉûc tiãúp. Âáy l dảng àn mn phäø biãún nháút trong kim loải.
5.1.1.Täúc âäü àn mn :
Âãø xạc âënh täú
c âäü àn mn kim loải ta sỉí dủng hai cạch sau :
a-Täøn tháút trng lỉåüng (P
TL
) : l trng lỉåüng kim loải täøn tháút trãn mäüt âån vë bãư màût, trong
mäüt âån vë thåìi gian.
P
TL
=
1
.

5.1.2.Âiãûn thãú âiãûn cỉûc :
Khi kim loải tiãúp xục våïi cháút âiãûn ly thç tải bãư màût tiãúp xục s xy ra sỉû tạc dủng
giỉỵa cháút âiãûn ly v kim loải. Tải vng phán chia giỉỵa hai pha (kim loải - dung dëch âiãûn
ly) xút hiãûn låïp âiãûn têch kẹp cọ âiãûn thãú nháút âënh gi l âiãûn thãú âiãûn cỉûc.
Vê dủ : nhụng Cu vo dung dëch sunphat âäưng, giỉỵa âäưng v dung dëch cọ cán
bàòng sau :
69

ọxy hoaù
Me ---------------- Me
n+
+ ne
khổớ
Khi coù quaù trỗnh cỏn bũng giổợa õióỷn cổỷc vaỡ dung dởch coù õióỷn thóỳ õióỷn cổỷc cỏn
bũng E tờnh theo hóỷ thổùc Nernst :
E = E
O
+
RT
nF
ln a (5.3)
Trong õoù : -R : hũng sọỳ khờ, R = 8.31441J/mol.
O
K
-T : nhióỷt õọỹ tuyóỷt õọỳi,
O
K


2H
2
O
Ag
+
+ e

Ag
O
2
+ 2H
2
O + 4e

4OH
-
Cu
2+
+ 2e

Cu
2H
+
+ 2e

H
2
Pb
2+

+ 2e

Mg
Na
+
+ e

Na
1.50
1.23
0.80
0.40
0.34
0.00
-0.13
-0.40
-0.44
-0.74
-0.76
-1.67
-2.37
-2.71

70

(k) = Me
m
O
mn/2
(r) (5.4)
Âãø âạnh giạ kh nàng lm viãûc ca kim loải åí nhiãût âäü cao ta càn cỉï vo hai âàûc
trỉng sau âáy :
*Bãưn nhiãût : kh nàng kim loải cọ âäü bãưn cå hc åí nhiãût âäü cao.
*Chëu nhiãût : kh nàng kim loải bãưn àn mn khê åí nhiãût âäü cao.
5.2.2.Àn mn âiãûn họa
1-Khại niãûm :
Khi nghiãn cỉïu quạ trçnh lm viãûc ca pin Cu-Zn trong dung dëch âiãûn l ta tháúy
ràòng Zn bë mn dáưn do hiãûn tỉåüng ho tan. Trong pin ny km âọng vai tr anät v phn
ỉïng âiãûn hoạ trãn anät nhỉ sau :
Zn -2e = Zn
2+
Trong váût liãûu kim loải cọ cáúu tảo båíi hai hay nhiãưu pha do váûy giỉỵa cạc pha ny
xy cạc quạ trçnh anät v catät lm cho kim loải bë phạ hu. Trãn bãư màût kim loải hçnh
thnh ráút nhiãưu anät v catät, do váûy hçnh thnh mäüt hãû thäúng ráút nhiãưu cỉûc. Täúc âäü àn mn
âiãûn họa l täøng täúc âäü àn mn ca nhiãưu pin củc bäü v phủ thüc vo âiãûn thãú âiãûn cỉûc. àn
mn âiãûn họa ca kim loải gäưm ba quạ trçnh cå bn : quạ trçnh anät, quạ trçnh catät v quạ
trçnh dáùn âiãûn.
Quạ trçnh anät l quạ trçnh äxy hoạ âiãûn hoạ, trong âọ kim loải chuøn vo dung
dëch dỉåïi dảng ion v gii phọng âiãûn tỉí, kim loải bë àn mn theo phn ỉï
ng :
Me
→
Me
n+
+ ne

Nóỳu Ox laỡ O
2
thỗ :
*Vồùi mọi trổồỡng axit quaù trỗnh catọt seợ laỡ :
O
2
+ 4H
-
+4ne 2H

2
O
*Vồùi mọi trổồỡng trung tờnh hay bazồ quaù trỗnh catọt seợ laỡ :
O
2
+ 2H
2
O +4e

4OH (hỗnh 6.2, 6.2, 6.3)
2-Caùc daỷng n moỡn õióỷn hoaù :
n moỡn õióỷn hoaù laỡ daỷng n moỡn phọứ bióỳn hồn caớ vaỡ phaù huyớ kim loaỷi nhióửu nhỏỳt. Caùc
daỷng n moỡn õióỷn hoùa õổồỹc chia ra nhổ sau : n moỡn õóửu (1), n moỡn galvanic hay n moỡn
tióỳp xuùc (2), n moỡn do chónh lóỷch khờ (3), n moỡn lọự (4), n moỡn tinh giồùi (5), n moỡn nổùt
do ổùng lổỷc (6), n moỡn moới (7), n moỡn lổỷa choỹn hay sổỷ phỏn raợ hồỹp kim (8), n moỡn maỡi
moỡn (9). Sau õỏy ta seợ khaớo saùt kyợ lổồợng tổỡng daỷng n moỡn cuỷ thóứ. Hỗnh 5.1 -Phỏn loaỷicaùc daỷng n moỡn õióỷn hoaù



72 Hçnh 5.2-Àn mn äúng thẹp khäng rè cọ âäü dy 4,5mm b-Àn mn tiãúp xục (ànmn Galvanic) :
Dảng àn mn ny xy ra khi cạc kim loải hay håüp kim khạc nhau âỉåüc sỉí dủng
trong cng mäüt cå cáúu v cọ pháưn diãûn têch tiãúp xục våïi nhau (tiãúp diãûn), trong cng mäüt
mäi trỉåìng àn mn. Do tảo ra cạc pin ngàõn mảch nãn gáy ra àn mn mảnh, kim loải cọ
âiãûn thãú ám hån s bë àn mn.
c-Àn mn do sỉû chãnh lãûch khê (àn mn khe) :
Dảng àn mn ny xy ra cọ thãø do mäi trỉåìng khäng âäưng nháút, chàóng hản sỉû
khạc nhau củc bäü vãư thäng khê ho tan (äxy). Lục ny hçnh thnh mäüt pin chãnh lãûch khê


a) b) c) d)

Hỗnh 5.3- Caùc daỷng n moỡn khe

a)n moỡn khe trón mỷt bờch theùp khọng rố 10Cr18Ni9
b)n moỡn khe dổồùi voỡng õóỷm pờt tọng theùp khọng rố trong nổồùc bióứn
c)n moỡn õổồỡng mồùm nổồùc
d)n moỡn do lừng õoỹng
f-n moỡn nổùt do ổùng lổỷc :
Caùc kóỳt cỏỳu kim laoỹi laỡm vióỷc trong mọi trổồỡng n moỡn, dổồùi taùc duỷng cuớa lổỷc keùo
seợ gỏy ra nổùt, raỷn vaỡ gaợy. Daỷng n moỡn naỡy gỏy tọứn thỏỳt kim loaỷi rỏỳt nhoớ, nhổng khoù nhỗn
thỏỳy nón rỏỳt nguy hióứm.
g-n moỡn moới :
Laỡ hióỷn tổồỹng n moỡn xaớy ra trong caùc kóỳt cỏỳu kim loaỷi laỡ vióỷc dổồùi taới troỹng thay
õọứi coù chu kyỡ. Do taùc duỷng n moỡn taỷo õióửu kióỷn cho caùc vóỳt nổùt moới õỏửu tión dóự xuỏỳt hióỷ
n
hồn.